一种新的危险度综合评价法在石化企业的应用

石油化工企业具有易燃、易爆的特点,火灾、爆炸危险性大。为减少火灾事故,介绍了“工厂火灾、爆炸场所危险度综合评价法”,“道氏法”是该法的基础。分析了“道氏法”的不足,而提出了固定危险和现实补偿的综合性计算方法,并对石化企业的制氢装置进行了评价。实例证明该法能用于评价石化企业危险设备、装置与场所的火灾、爆炸危险程度,它具有使用方便、效果明显的优点。     

含整圈周向内裂纹厚壁圆筒的极限载荷

基于von Mises屈服准则,考虑厚壁圆筒三向应力分布的不均匀性以及厚壁圆筒的几何特性,推导出了含整圈环向内裂纹厚壁圆筒在内压和轴向力共同作用下的理想弹塑性材料极限载荷表达式,并进行了有限元验证。结果表明,理论解与有限元结果接近,且理论解偏保守。     

含表面裂纹焊接结构疲劳评定的质量等级方法

针对含裂纹焊接结构的疲劳评定,基于断裂力学的传统方法依据Paris公式需多次迭代计算估计结构寿命,计算量较大、耗时较长,不便于对工程问题做出及时快速决策。通过含裂纹结构疲劳强度与S-N曲线的等效关系,建立含裂纹结构的质量等级方法,实现快速疲劳评定。针对无限长裂纹,推导计算出与S-N曲线对应的含无限长裂纹结构质量等级,确定不同质量等级下无限长裂纹的允许深度。进而,针对有限尺寸裂纹进行疲劳裂纹扩展分析计算,基于等疲劳强度和等疲劳寿命建立无限长裂纹的等效方法,获得有限尺寸裂纹对应的等效无限长裂纹深度。以轴向载荷下含表面裂纹板为对象,采用该方法计算出一系列板厚下不同质量等级的无限长裂纹允许深度,以及不同裂纹形状比的等效无限长裂纹深度,形成裂纹尺寸等效图和无限长裂纹质量等级图。采用该方法对一典型含裂纹结构进行疲劳评定,并与基于断裂力学的传统方法进行比较,验证了质量等级方法的可行性。研究方法将有助于质量等级方法在含裂纹结构疲劳评估中推广应用,对实现含裂纹设备疲劳寿命的快速评估具有重要意义。     

掺氢天然气在家用燃烧器中的燃烧特性

为了降低CO2排放，缓解天然气供应压力，促进氢能规模消纳，掺氢天然气被认为是最有前途的途径之一。目前，掺氢天然气的研究主要集中在工业上，本工作基于以掺氢天然气为燃料的家用大气式燃烧器的燃烧特性，利用Fluent软件结合GRI 2.11化学反应机理文件，建立燃烧器二维轴对称模型，对比数值模拟结果与实验结果，验证了数值模型的合理性；分析了燃料与空气不同预混量以及二次风流速对燃烧器的燃烧温度、主要自由基含量、燃烧污染物等的影响规律。结果表明，随着预混量(一次空气系数)增大，峰值温度大幅度升高，NO峰值质量分数先增大后降低，CO峰值质量分数逐渐增大；随着二次风流速(过量空气系数)增大，温度与污染物含量变化很小，与预混量的影响相比，二次风流速的影响几乎可以忽略不计。     

多轴载荷对含埋藏椭圆裂纹平板极限载荷的影响

极限载荷是含缺陷结构完整性评定的主要参量,极限载荷的计算是否正确十分重要。在多轴应力条件下,目前通用的评定计算中一般只考虑与裂纹面垂直方向的应力σ1,忽略与裂纹面平行方向的载荷σ2,这可能会给极限载荷的计算带来误差。针对含中心埋藏椭圆裂纹的平板,推导出在双轴拉/压载荷与单轴弯矩共同作用下的极限载荷解,并通过三维有限元计算结果进行了验证。探讨了多轴载荷对极限载荷的影响,当σ1为正时,若σ20,忽视σ2会过高估计极限载荷;若σ2≥0,当σ2/σ1小于一特定值,忽视σ2会低估极限载荷,反之,忽视σ2也会过高估计极限载荷。     

轴铆自转速度和进给速度对轮毂轴承性能的影响

采用弹塑性有限元法对轮毂轴承轴铆成形过程进行研究。分析了轴铆接过程铆头的梅花运动规律，将铆头作为刚体处理，在仿真中实现轴向平移和平面梅花状复合运动，同时提高了计算精度和计算效率。对轮毂轴和内圈材料进行试验，确定了轮毂轴材料的弹塑性本构关系。研究不同自转速度与进给速度条件对轮毂轴承性能的影响，对梅花状加载轨迹的轴铆成形进行了应力应变分析。结果表明：随着铆头自转速度的提高，轮毂轴承预紧力先增大后趋于稳定，铆头的自转速度增至516 r/min后内圈径向变形达到峰值；当进给速度在某一范围内变化时，预紧力和内圈径向变形会出现峰谷值；提高自转速度或降低进给速度都能减小铆接力，铆接机振动减小，提高成形质量。     

16MnR钢过载峰作用下的疲劳裂纹扩展行为研究

基于有限元法和Jiang-Sehitoglu循环塑性本构模型,动态模拟单个过载峰作用下裂纹扩展中的裂纹闭合行为。提取不同加载工况下的裂纹闭合和张开载荷,并考察不同工况和不同裂纹长度对裂纹闭合和张开载荷的影响。根据详细的裂纹闭合分析结果,研究单个拉伸过载下疲劳裂纹在不同阶段的扩展行为与裂纹闭合的对应关系,认为过载后裂纹闭合行为的改变是引起裂纹扩展行为改变的主要机理。根据有限元分析结果,提出一种改进的等效应力强度因子范围的计算方法,将其作为疲劳裂纹在整个扩展过程中的驱动力。拟合出单个过载峰作用下16MnR材料的裂纹扩展速率的预测公式,并将预测结果与试验结果进行对比,结果吻合。     

大直径高压无缝钢瓶冷旋压成型工艺模拟优化

为提高旋压工艺在钢瓶实际生产中的性能,针对大直径高压无缝钢瓶的冷旋压工艺进行了模拟优化研究.采用Abaqus软件建立了大直径高压无缝钢瓶筒体冷旋压的有限元模型,选取旋压力、瓶体应力和应变分布以及壁厚偏差为成型优化指标,研究了单一变量下的旋轮形状、旋轮压力角、减薄率、进给率、主轴转速等主要因素分别对成型指标的影响,给出了...     

碳酸盐硫化氢复杂环境中16MnR钢应力腐蚀开裂的试验研究

针对石油化工生产装置可能出现的H2S-CO2-H2O,H2S-CO32--H2O等腐蚀类型,采用楔形张开加载预裂纹试验,研究了16MnR钢在碳酸盐和硫化氢复杂环境中的应力腐蚀裂纹扩展行为,在试验采用的复杂介质环境下,16MnR钢的应力腐蚀裂纹扩展速率为0.33×10-8~4.31×10-8mm/s。     

F-T合成中试装置冷却器管开裂原因分析

采用宏观观察、超声检测、金相观察、X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）及能谱（EDX）等方法,对某炼油厂F-T合成中试装置合成油气冷却器管子开裂原因进行了分析。结果表明失效原因是管子进口端发生了冷凝腐蚀,造成局部腐蚀严重;并伴随一定程度的垢下腐蚀以及管程工业循环水造成的均匀腐蚀。